Teste de contaminação iônica de PCB

contaminação iônica de PCB

Aproximadamente 15% das falhas de PCBA ocorrem devido à contaminação. A contaminação iônica pode causar vários problemas que levam a PCBs defeituosos. Testar a placa nua quanto à contaminação iônica antes de concluir a montagem reduz o risco de defeitos causados ​​por contaminantes. Este guia descreverá a contaminação iônica, os problemas que ela causa e como os fabricantes realizam testes de contaminação iônica.

O que é contaminação iônica em PCBs?

A contaminação iônica ocorre quando resíduos iônicos que interferem na confiabilidade e funcionalidade permanecem em uma PCB completa. Um resíduo iônico contém átomos ou moléculas que se tornam condutores quando em solução. A exposição à umidade faz com que os resíduos iônicos se desassociem em elementos carregados negativamente ou positivamente, alterando a condutividade geral da solução.

Um PCB também pode ter contaminação não iônica, que envolve resíduos não iônicos. Resíduos não iônicos não possuem propriedades condutoras, então eles geralmente podem permanecer no PCB após a produção e montagem. Portanto, a maioria dos fabricantes se concentra na contaminação iônica ao examinar a limpeza de uma placa. Os resíduos iônicos que afetam os componentes do PCB durante a produção incluem:

• Sais
• Ácidos inorgânicos e orgânicos
• Etanolaminas
• transpiração
• Ativadores de fluxo
• Química de galvanização

A contaminação iônica tem duas fontes comuns:

• Falta de limpeza da placa: Muitos contaminantes iônicos vêm da própria placa. O processo de fabricação das placas, assim como a exposição ambiental, pode deixar resíduos como resíduos particulados, óleos, sais e poeira. Antes de adicionar componentes a uma placa vazia, os fabricantes devem garantir que nenhum contaminante tenha sobrado das etapas anteriores do processo de produção.
• Uso de química agressiva: Líquido de gravação de cobre, produtos químicos de solda solúvel em água e outros tipos de produtos químicos agressivos podem deixar resíduos que alteram a condutividade da placa quando não são limpos adequadamente.

Quais problemas os resíduos iônicos causam?

Quando os fabricantes não removem o excesso de resíduos iônicos, podem ocorrer os seguintes problemas:

• Corrosão: A maioria dos PCBs irá eventualmente corroer devido aos seus materiais metálicos. No entanto, a contaminação iônica pode resultar em um tempo muito menor até a corrosão em comparação com a vida útil esperada do PCB. Corrosão refere-se ao processo de ligação do oxigênio ao metal e criação de ferrugem. Quando a umidade entra em contato com resíduos iônicos, o risco de curto-circuito aumenta. O metal corrosivo se desprende, perdendo as propriedades químicas necessárias para que o PCB funcione corretamente.
• Crescimento dendrítico: Durante o crescimento dendrítico, lascas metálicas condutoras, ou dendritos, crescem em um PCB através de uma solução eletrolítica influenciada por uma polarização de tensão CC. Os dendritos podem aparecer rapidamente quando os poros de uma máscara de solda retêm fluxo ou outro resíduo iônico. Quando os dendritos entram em contato uns com os outros, podem surgir defeitos como curto-circuito e operação intermitente.
• Migração eletroquímica: A migração eletroquímica também envolve dendritos, mas especificamente quando eles crescem em um material dielétrico. Como os dendritos se formam a partir de íons condutores, eles podem direcionar as correntes de maneira diferente do projeto pretendido do PCB. O crescimento dendrítico causa migração eletroquímica, que cria falhas totais ou intermitentes. O crescimento dendrítico e a migração eletroquímica estão intimamente relacionados e tendem a ocorrer simultaneamente.

Medidas de limpeza usadas em testes de contaminação iônica

Para garantir que os resíduos iônicos não reduzam a vida útil do PCB, muitos fabricantes já limpam a placa como parte do processo de fabricação. O teste de contaminação iônica permite que os fabricantes determinem se estão usando técnicas de limpeza suficientes durante a produção. Os métodos de teste de limpeza usados ​​para detectar contaminação iônica incluem:

• Teste de resistividade em sistemas de limpeza aquosa em formato de lote: Os sistemas usados ​​para limpar PCBs geralmente vêm de uma ferramenta de medição de resistividade integrada. Embora esses resultados não possam ser usados ​​para atender aos padrões IPC, eles podem fornecer informações sobre a eficácia do sistema de limpeza.
• Teste de resistividade do extrato de solvente (ROSE): O teste ROSE detecta iônicos em massa que podem levar à contaminação. Um tipo de unidade de teste iônico de íon zero ou similar atrai os íons encontrados no PCB em uma solução solvente. O teste mede os resultados como íons em massa por polegada quadrada.
• Teste ROSE modificado: O teste ROSE modificado adiciona métodos de extração térmica ao teste ROSE padrão. Ainda envolve um solvente que extrai íons em massa. No entanto, em vez de extrair os íons em condições padrão, o PCB e a solução solvente são expostos a uma temperatura elevada. A solução é então submetida a testes em equipamentos do tipo ionógrafo.
• Teste de cromatografia de íons: Um teste de cromatografia de íons envolve métodos de extração térmica semelhantes ao teste ROSE modificado. Após a extração, a solução é testada em uma unidade de teste de cromatógrafo de íons. Os resultados deste teste fornecem informações sobre as espécies iônicas específicas na amostra e o nível de cada espécie por polegada quadrada.

PCBs limpos e testados

A Millennium Circuits Limited fornece apenas PCBs que são os melhores testes de garantia de qualidade da categoria para garantir que seus produtos não tenham contaminantes. Entre em contato conosco on-line para saber mais sobre nossos padrões de qualidade hoje.